Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет: строительно-технологический

Кафедра: Механизации, Автоматизации и Энергоснабжения Строительства.

Курсовой проект по Теории механизмов и машин

на тему

Структурный анализ и синтез механизма

Выполнил: студент 2 курса

Гр. БЗТ-14

Коноплев И.В.

Принял:

к.т.н. кафедры МАЭС

Ленивцев А.Г.

«___» _____________ 20__г.

САМАРА 2013 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет: строительно-технологический

Кафедра: Механизации, Автоматизации и Энергоснабжения Строительства.

Задание на курсовой проект

по дисциплине: Теория механизмов и машин

на тему: Структурный анализ и синтез механизма

студенту Коноплеву И.В.

1.Тема: Структурный анализ механизма и синтез зубчатых колес.

2. Срок сдачи студентом законченного работы «___» __________ 20__г.

Исходные данные:

- Передаточное число

- Частота вращения двигателя n= 1000 об/мин, n2= 32 об/мин

- Модуль

- Число зубьев колес

- Расстояния , , ,

3. Перечень вопросов, подлежащих разработке:

3.1. Определение Степени свободы механизма

3.2. Определение возможных избыточных связей и их устранение при наличии

3.3. Определение структурной схемы по Асуру, класса механизма и формула его строения

3.4. Определение скорости вращения ведущего рычажного механизма

3.5. Построение плана положений, скоростей и ускорений

3.6. Определение перемещений, скоростей и ускорений выходного звена методом кинематических диаграмм

3.7. Определение параметров зубчатого зацепления

3.8. Построение эвольвенты профиля зубчатых колес

3.9. Литература, использованная при выполнении проекта

4. Руководитель курсовой работы Ленивцев / ___________/

Подпись

Задание выдано «___» __________20__г.

Задание принял к исполнению

Студент 2 курса БЗТ-14 группы Коноплев И.В. / ___________/

Подпись

Срок выполнения и защиты работы «__» ____________ 20__г.

Содержание

1 Структурный анализ механизма 5

1.1 Определение степени свободы. 5

1.2 Определение возможных избыточных связей и их устранение при наличии. 5

1.3 Структурная схема механизма по Асуру. Определение класса механизма и формулы его строения. 5

2 Кинематический анализ механизма 6

2.1 Определение скорости вращения ведущего звена рычажного механизма. 6

2.2 Построение плана положений. 6

2.3 Построение плана скоростей. 6

7

2.4 Построение плана ускорений. 7

2.5 Определение перемещений, скоростей и ускорений выходного звена методом кинематических диаграмм. 8

3 Синтез зубчатых механизмов 9

3.1 Определение параметров зубчатого зацепления. 9

3.2 Построение эвольвенты профилей зубчатых колес. 9

Список использованной литературы. 10

1. Структурный анализ механизма

1. Определение степени свободы.

Степень свободы — это совокупность независимых координат перемещения и/или вращения, полностью определяющая положение системы или тела и определяется по формуле . В нашем случаи . Степень свободы равна единице.

1.2 Определение возможных избыточных связей и их устранение при наличии.

Избыточные связи негативно влияют на надежность и долговечность механизма. Их кол-во определяется по формуле .

Для нашего механизма . Следовательно необходимо устранить избыточные связи. Заменим одноподвижный шарнир А двух подвижный цилиндрической парой, и, шарнир В, трех подвижной сферической парой.

В этом случаи кол-во избыточных связей будет равно

.

1.3 Структурная схема механизма по Асуру. Определение класса механизма и формулы его строения.

Структурной называется схема, указывающая стойку, подвижные звенья, виды кинематических пар и их взаимное расположение. Наиболее удобным методом получения структурной схемы является метод Ассура, по которому присоединяются структурные группы к стойке и к начальному (ведущему) звену или к основному механизму. Структурной группой Ассура называется кинематическая цепь, которая в случае ее присоединения элементами внешних пар к стойке получает нулевую степень подвижности, т.е. образует ферму.

Класс механизма определяется наивысшим классом входящих в него структурных групп. В данном случаи он равен двум.

Формула строения механизма показывает порядок присоединения структурных групп разных классов к начальному механизму первого класса. В данном случаи формула строения механизма выглядит так I (1,4)  II (2,3).

2 Кинематический анализ механизма

2.1 Определение скорости вращения ведущего звена рычажного механизма.

Скорость точки А находится по формуле . Последнее слагаемое равно нулю т.к. стойка неподвижна. Скорость точка А относительно стойки вычислим как .

2.2 Построение плана положений.

Планом положений механизма называется графическое изображение взаимного расположения звеньев, соответствующее выбранному моменту времени движения.

Построим план положений на ватмане в масштабе

2.3 Построение плана скоростей.

Планом скоростей называется построенный в масштабе чертеж, на котором изображены в виде отрезков векторы, равные по модулю и по направлению скоростям различных точек звеньев механизма в рассматриваемый момент времени. Скорость точки А кривошипа можно описать уравнениями:

Последнее равно 0 т.к. стойка неподвижна. Следовательно, скорость точки А будет равно скорости точки А относительно стойки

Вектор скорости т. А направлен перпендикулярно ОА в направлении его вращения.

Из произвольного полюса p_V, выбранного вблизи схемы механизма, строим

полученный вектор.

Масштаб плана скоростей равен

Точка В₂ , принадлежащая звену 2, рассматривается в относительном движении вокруг точки А, а В₃, принадлежащая звену 3, в движении относительно стойки 4. Поэтому запишутся уравнения :

V_B2 =V_A2 +V_BA ,

Так какV_B =V_В2 =V_В3 , то V_A +V _ВА =V_B4 +V_B3B4

ВекторV_BА  ВА, а V_B3В4 ОВ. По уравнению строим план скоростей. Из ранее принятого полюса p_V строим левую и правую части уравнения в виде отрезков, соответствующих скоростям точек V_А , из точки а проводим линию, перпендикулярную АВ в направлении скоростиV_ВА . При построении правой части уравнения в полюсе p_V отмечаем точку b₄ , так как V_В4 = 0, из нее проводим линию, параллельную ОВ в направлении V_В3В4. В пересечении указанных линий находим точку b. Вектором p_v b изображаем абсолютную скорость V_B точки В, а вектором ab – скорость V_ВА. Значения действительных скоростей находим по формулам,

V_B = _v ^. p_vb и V_BA = _v ^. ab